分治法从键盘上输入两个长度大于10的整数,用karatsuba乘法实现两个数相乘
时间: 2024-02-25 12:55:18 浏览: 179
好的,我可以为您解答这个问题。
首先,将输入的两个整数分别存储在两个数组中,并计算出数组的长度。接着,我们可以使用 Karatsuba 算法来实现两个数的乘法。
Karatsuba 算法是一种快速的整数乘法算法,它使用分治法的思想。下面是使用 Karatsuba 算法实现两个大整数相乘的大致步骤:
1. 将输入的两个整数分别拆分成两个部分,即 a1 和 a0,b1 和 b0,其中 a1 和 b1 表示高位部分,a0 和 b0 表示低位部分。
2. 分别计算 a1*b1 和 a0*b0。
3. 计算 (a1+a0)*(b1+b0)。
4. 计算 (a1+b1)*(a0+b0)-a1*b1-a0*b0。
5. 将上述三个计算结果相加,得到最终的乘积。
下面是使用 C++ 代码实现 Karatsuba 算法的大致流程:
```cpp
#include <iostream>
#include <vector>
using namespace std;
vector<int> multiply(vector<int> &a, vector<int> &b) {
int n = a.size(), m = b.size();
vector<int> res(n + m);
// 边界条件
if (n == 0 || m == 0) return res;
if (n == 1 && m == 1) {
int x = a[0] * b[0];
res[0] = x % 10;
res[1] = x / 10;
return res;
}
// 将 a 和 b 拆分成高位部分和低位部分
int mid = min(n, m) / 2;
vector<int> a0(a.begin(), a.begin() + mid);
vector<int> a1(a.begin() + mid, a.end());
vector<int> b0(b.begin(), b.begin() + mid);
vector<int> b1(b.begin() + mid, b.end());
// 计算 a1*b1 和 a0*b0
vector<int> p1 = multiply(a1, b1);
vector<int> p2 = multiply(a0, b0);
// 计算 (a1+a0)*(b1+b0)
vector<int> a01(a1.size() + a0.size());
vector<int> b01(b1.size() + b0.size());
for (int i = 0; i < a1.size(); i++) a01[i] = a1[i];
for (int i = 0; i < a0.size(); i++) a01[a1.size() + i] = a0[i];
for (int i = 0; i < b1.size(); i++) b01[i] = b1[i];
for (int i = 0; i < b0.size(); i++) b01[b1.size() + i] = b0[i];
vector<int> p3 = multiply(a01, b01);
// 计算 (a1+b1)*(a0+b0)-a1*b1-a0*b0
vector<int> p4(p3.size() - p2.size() - p1.size());
for (int i = 0; i < p4.size(); i++) {
p4[i] = p3[i + p2.size() + p1.size()] - p2[i] - p1[i];
}
// 将上述三个计算结果相加
for (int i = 0; i < p1.size(); i++) res[i + 2 * mid] += p1[i];
for (int i = 0; i < p2.size(); i++) res[i] += p2[i];
for (int i = 0; i < p4.size(); i++) res[i + mid] += p4[i];
// 进行进位处理
for (int i = 0; i < res.size() - 1; i++) {
res[i + 1] += res[i] / 10;
res[i] %= 10;
}
// 去掉前导零
while (res.size() > 1 && res.back() == 0) res.pop_back();
return res;
}
```
在上述代码中,我们使用了一个 vector 类型来存储大整数,并且在计算乘积之前,对输入的两个整数进行了拆分。最后,将计算结果进行进位处理并去掉前导零,得到最终的乘积。
希望这个回答能够帮助到您。
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